CN109870965A - 用于监测车载流体子系统的方法和设备 - Google Patents

用于监测车载流体子系统的方法和设备 Download PDF

Info

Publication number
CN109870965A
CN109870965A CN201811382120.7A CN201811382120A CN109870965A CN 109870965 A CN109870965 A CN 109870965A CN 201811382120 A CN201811382120 A CN 201811382120A CN 109870965 A CN109870965 A CN 109870965A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power efficiency
fluid
parameter
efficiency
motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811382120.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109870965B (zh
Inventor
C·H·克尼佩尔
段时鸣
胡峣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of CN109870965A publication Critical patent/CN109870965A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109870965B publication Critical patent/CN109870965B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
    • G07C5/08—Registering or indicating performance data other than driving, working, idle, or waiting time, with or without registering driving, working, idle or waiting time
    • G07C5/0808—Diagnosing performance data
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/12—Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/0021—Generation or control of line pressure
    • F16H2061/0037—Generation or control of line pressure characterised by controlled fluid supply to lubrication circuits of the gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/12—Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures
    • F16H2061/1208—Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures with diagnostic check cycles; Monitoring of failures
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
    • G07C5/008—Registering or indicating the working of vehicles communicating information to a remotely located station

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

描述了一种包括流体子系统的车辆，该流体子系统包括电动马达、马达驱动器和设置在车辆的流体回路中的流体泵。控制器包括指令组，该指令组可被执行以确定与流体子系统相关联的运行参数，并基于运行参数确定用于流体子系统的多个功率效率参数。功率效率参数包括液压功率效率、机电功率效率和电功率效率。控制器可以基于功率效率参数确定流体子系统的健康状态，并且当健康状态小于健康状态阈值时检测流体子系统中的故障。可以将故障传送至车辆操作员。

Description

用于监测车载流体子系统的方法和设备
引言
车辆可以受益于车载监测系统，该车载监测系统配置为检测故障的发生或者需要维修和/或车辆维护的其他指示。
发明内容
一种包括流体子系统的车辆，该流体子系统包括电动马达和控制器，电动马达电连接到马达驱动器并且可旋转地连接到设置在车辆的流体回路中的流体泵，控制器与电动马达、马达驱动器以及流体回路连通。控制器包括指令组，该指令组可被执行以确定与流体子系统相关联的运行参数，并基于运行参数确定用于流体子系统的多个功率效率参数。功率效率参数包括液压功率效率、机电功率效率和电功率效率。控制器基于功率效率参数确定流体子系统的健康状态，并且当健康状态小于健康状态阈值时检测流体子系统中的故障。将故障传送至车辆操作员。
本发明的一个方面包括车辆，该车辆包括远程信息处理装置，其中控制器配置为经由远程信息处理装置将故障传送至车外控制器。
本发明的另一方面包括确定电功率效率，其包括确定DC电功率(包括输送至马达驱动器的DC电流和DC电压)、确定AC电功率(包括从马达驱动器输送至电动马达的AC电流和AC电压)，以及基于DC电功率与AC电功率的比率确定电功率效率。
本发明的另一方面包括确定机电功率效率，其包括确定AC电功率(包括从马达驱动器输送至电动马达的AC电流和AC电压)、确定由电动马达产生的机械功率(包括电动马达的扭矩输出和转速)，以及基于AC电功率与机械功率的比率确定机电功率效率。
本发明的另一方面包括确定液压功率效率，其包括确定从电动马达传递至泵的机械功率(包括电动马达的扭矩输出和转速)、确定来自泵的液压功率输出(包括流体回路中的压差和质量流量)，以及基于机械功率与液压功率的比率确定液压功率效率。
本发明的另一方面包括基于功率效率参数确定流体子系统的健康状态(SOH)，其包括基于液压功率效率和标称液压功率效率确定第一SOH参数、基于机电功率效率和标称机电功率效率确定第二SOH参数、基于电功率效率和标称电功率效率确定第三SOH参数，以及基于第一SOH参数、第二SOH参数和第三SOH参数确定流体子系统的SOH。
本发明的另一方面包括基于功率效率参数确定流体子系统的元件中的故障。
本发明的另一方面包括基于多个功率效率参数将流体子系统中的故障隔离到电动马达、马达驱动器或流体泵中的一个。
本发明的另一方面包括当电功率效率小于相关联的阈值效率水平时，确定与马达驱动器相关联的故障。
本发明的另一方面包括当机电功率效率小于相关联的阈值效率水平时，确定与电动马达相关联的故障。
本发明的另一方面包括当液压功率效率小于相关联的阈值效率水平时，确定与泵相关联的故障。
本发明的另一方面包括将故障传送至与车载控制器通信的人机接口设备。
从以下结合附图对一些最佳模式及用于执行如所附权利要求中限定的本教导的其他实施例的详细描述，本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点变得显而易见。
附图说明
现在将参考附图通过示例描述一个或多个实施例，其中：
图1示意性地示出了根据本发明设置在车辆上的流体子系统，其包括耦合到流体泵的电动马达，其中流体泵设置成泵送流体在流体回路中；
图2以图形方式示出了根据本发明从马达控制器传递至电机的电压、从马达控制器传递至电机的电流，以及从马达控制器传递至电机的总电功率与横轴上时间的关系；
图3示意性地示出了根据本发明用于评估参考图1描述的流体子系统中的功率流和效率的分析方案；并且
图4示意性地示出了根据本发明的被执行以监测参考图1描述的流体子系统的实施例的例程，包括在车辆运行期间检测并隔离流体子系统中的故障的过程。
附图不一定按比例绘制，并且呈现如本文所公开的本发明的各种优选特征的略微简化的表示，包括例如特定尺寸、方向、位置和形状。与这些特征相关的细节将部分地由特定的预期应用和使用环境确定。
具体实施方式
如本文所描述和示出的，所公开的实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下详细描述并非旨在限制所要求保护的本发明的范围，而是仅代表其可能的实施例。另外，尽管在以下描述中阐述了许多具体细节以便提供对本文公开的实施例的透彻理解，但是可以在没有这些细节中的一些的情况下实践一些实施例。此外，为了清楚起见，没有详细描述相关领域中理解的技术材料，以避免不必要地模糊本发明。此外，如本文所示和所述的本发明内容可以在缺少本文未具体公开的元件的情况下实施。
参考附图，其中相同的附图标记在几幅附图中对应于相同或相似的部件，图1与本文公开的实施例一致，其示意性地示出了设置在车辆上的流体子系统10。流体子系统10包括泵送装置20，泵送装置20包括耦合到流体泵28的电动马达26，其中流体泵28包括壳体和叶轮，壳体和叶轮设置成泵送流体在车辆(未示出)的流体回路30中。作为非限制性实例，车辆可以配置为乘用车辆、轻型或重型卡车、多用途车辆、农用车辆、工业/仓库车辆或娱乐性越野车辆。其他车辆可以包括飞艇和船只。
流体回路30可以是车载流体回路，包括例如动力转向流体系统、发动机冷却系统、变速器冷却系统等。流体泵28包括可旋转叶轮，其耦合到电机26的输出轴，并且可以配置为正位移式装置、离心装置或其他泵元件。在一个实施例中，电机26是三相无刷DC电动马达。来自DC电源22的电功率经由马达驱动器24和相关联的马达控制器34提供给电机26。在一个实施例中，马达驱动器24是包括多个可控开关(例如IGBT)的逆变器，并且马达控制器34配置为控制马达驱动器24的开关，其将来自DC电源22的DC电功率转换为提供给电机26的AC电功率。电流传感器36可以布置在设置于马达驱动器24与电机26之间的电功率链路上，并向马达控制器34提供AC电流反馈。马达控制器34与系统控制器12通信，系统控制器12监测各种其他车载系统的运行并产生命令以操作马达控制器34以基于操作者命令和其他运行条件控制电机26操作泵28以泵送流体通过流体回路30。系统控制器12经由通信链路14与其他车载控制器(例如远程信息处理装置70)通信。
流体子系统10的元件的这种布置是说明性的。在一个实施例中，流体泵28和电机26是独立装置，并且马达驱动器24和马达控制器34物理地集成到系统控制器12中，其间经由电缆进行电连接。可替代地，马达驱动器24和马达控制器34可以物理地集成到电机26中，电机26耦合到流体泵28，并且马达控制器34经由通信链路14与系统控制器12通信。
术语“控制器”及相关术语(诸如控制模块、模块、控制、控制单元、处理器和类似术语)是指专用集成电路(ASIC)、电子电路、中央处理单元的一种或多种组合，例如微处理器和相关的非暂时性存储器组件(为存储器及存储设备形式(只读、可编程只读、随机访问、硬盘驱动等))。非暂时性存储器组件能够以以下形式存储机器可读指令：一个或多个软件或固件程序或例程、组合逻辑电路、输入/输出电路和设备、信号调节和缓冲电路，以及可以由一个或多个处理器访问以提供所描述功能的其他组件。输入/输出电路和设备包括模拟/数字转换器和监测来自传感器的输入的相关设备，以预设的采样频率或响应于触发事件监测这些输入。软件、固件、程序、指令、控制例程、代码、算法和类似术语表示包括校准和查找表的控制器可执行指令组。每个控制器执行控制例程以提供所需的功能。可以以规则的间隔执行例程，例如在正在进行的运行期间每100微秒执行一次。可替代地，可以响应于触发事件的发生来执行例程。术语“模型”是指基于处理器的或处理器可执行的代码以及相关联的校准，其模拟设备或物理过程的物理存在。术语“动态的”和“动态地”描述了实时执行的步骤或过程，其表征为监测或以其他方式确定运行参数的状态，并定期或周期性地更新例程执行期间或例程执行迭代之间的运行参数的状态。术语“校准”、“校准”及相关术语是指将与设备相关联的实际或标准测量值与感知或观察到的测量值或命令位置进行比较的结果或过程。如本文所述的校准可以简化为可存储的参数表、多个可执行的方程或另一种合适的形式。
控制器之间的通信以及控制器、致动器和/或传感器之间的通信可以使用直接有线点对点链路、网络通信总线链路、无线链路或其他合适的通信链路来完成，并且由线14指示。通信包括以合适的形式交换数据信号，包括例如经由导电介质的电信号、经由空气的电磁信号、经由光波导的光信号等。数据信号可包括表示来自传感器的输入、致动器命令和控制器之间的通信的离散、模拟或数字化模拟信号。术语“信号”是指物理上可辨别的指示器，其传达信息，并且可以是合适的波形(例如电、光、磁、机械或电磁的)，诸如DC、AC、正弦波、三角波、方波、振动等，能够行进穿过介质。参数被定义为可测量的量，其表示使用一个或多个传感器和/或物理模型可辨别的设备或其他元件的物理特性。参数可以具有离散值，例如“1”或“0”，或者可以是无限可变的值。
远程信息处理装置70包括能够进行车外通信(包括与具有无线和有线通信能力的通信网络系统90通信)的无线远程信息处理通信系统。远程信息处理装置70能够进行包括短程车辆到车辆(V2V)通信的车外通信。可替代地或另外地，远程信息处理装置70具有能够与手持设备(例如蜂窝电话、卫星电话或另一电话设备)进行短距离无线通信的无线远程信息处理通信系统。在一个实施例中，手持设备加载有软件应用程序，该软件应用程序包括与远程信息处理装置70通信的无线协议。手持设备被设置为执行车外通信，包括经由通信网络与车外服务器95通信。替代地或另外地，远程信息处理装置70通过经由通信网络90与车外服务器95通信来直接执行车辆外通信。
术语“预报”、“预测”及相关术语与数据监测以及算法和评估相关联，所述算法和评估呈现与组件、子系统或系统相关联的可能的未来事件的预先指示。预测可以包括分类，其包括：指示组件、子系统或系统根据其规范运行的第一状态(“绿色”或“G”)、指示组件、子系统或系统运行中恶化的第二状态(“黄色”或“Y”)，以及指示组件、子系统或系统运行中的故障的第三状态(“红色”或“R”)。术语“诊断”、“诊断”及相关术语与数据监测以及算法和评估相关联，其表示组件、子系统或系统存在或不存在特定故障。术语“缓解”及相关术语与运行、动作或控制例程相关联，其用于减轻组件、子系统或系统中的故障的影响。
由于运行期间电流和电压电平的动态特性以及电流和电压电平的周期性采样率的影响，当马达控制器34以高频(例如50kHz)运行时，监测电机26可能引入挑战。图2的顶部以图形方式示出了从马达控制器34传递至电机26的电压210，包括相对于横轴上的时间的相电压212、214和216的幅度。图2的中间部分以图形方式示出了从马达控制器34传递至电机26的电流220，包括相对于时间的相电流222、224和226的幅度，并且在时间上对应于电压210。相电压212、214和216以及相电流222、224和226是可以从马达驱动器24提供至参考图1描述的电机26的电功率的实例。图2的底部以图形方式示出了从马达控制器34传递至电机26的总电功率230，其在时间上对应于电压210和电流220。如图所示，由于运行参数的不完全测量，采样周期和时间可能引入相电压和相电流幅度的采样误差，而相应的总电功率受采样误差的影响较小。这些结果表明，与到电机26的相电流和电压信号相比，电功率信号的变化更小，因此更稳健和准确，并且更适合于经由低速率通信总线与远程控制器通信以用于评估流体子系统10的运行效率。
图3示意性地示出了用于评估流体子系统10中的功率流和效率的分析方案，其起始于DC电源22并产生工作即流体回路30中的流体流31。功率流包括来自DC电源22的DC电功率23，其具有相关联的电效率33；来自马达驱动器24的AC功率25，其具有相关联的驱动器效率35；来自电机26的旋转功率(扭矩)，其具有相关联的机械或马达效率37；来自泵28的泵流29，其具有相关联的泵效率39；以及流体回路30中的流体流31，其具有相关联的效率41。电池效率33具有初始值，该初始值可以由于DC电源22的端子处的氧化、和/或开路或短路的发生而在使用中降低。驱动器效率35具有初始值，该初始值可以由于电磁干扰、静电放电、调节器故障、放大器故障或软件故障而在使用中降低。马达效率37具有初始值，该初始值可以由于连接器故障、马达退磁、端子或线圈氧化或磨损而在使用中降低。泵效率39具有初始值，该初始值可以由于转子磨损或故障、轴承故障或叶轮的某种形式的物理损坏而在使用中降低。电路效率41具有初始值，该初始值可以由于泄漏、污染、卡住阀或堵塞而在使用中降低。前述效率项可以分为电功率效率、机电功率效率和液压效率。
可以根据电功率损耗和所产生的电功率效率、机电功率损耗和所产生的机电功率效率，以及液压功率损耗和所产生的液压功率效率，来评估流体子系统10中的功率效率。
电功率效率可以确定如下：
其中：
PAC表示从马达驱动器24传递至电动马达26的AC功率，并且包括表示AC电压的VAC和表示AC电流的IAC，
PDC表示从DC电源22传递至马达驱动器24的DC功率，并且包括表示DC电压的VDC和表示DC电流的IDC。
电功率效率可以表示为标称值(即)和实际值(即)。标称效率值表示当DC电源22和马达驱动器24在指定的负载条件下运行并且根据制造和设计规范起作用时、在规定的一组周围环境(例如温度、压力等)下的效率的理想值。实际效率值表示在实时运行条件以及伴随磨损或劣化的实时周围环境下的效率的实际值。
电力效率的实时健康状况(SOH)值HECU可以确定如下：
其中fECU表示基于当前运行条件确定的校准标量项。
机电功率效率可以确定如下：
其中：
Pmech表示机械功率，其可以基于电动马达26的转矩T和转速ω确定；且
PAC表示电功率，其可以基于到电动马达26的输入电压VAC和输入电流IAC确定。
机电功率效率可以表示为标称值(即)和实际值(即)。标称效率值表示当电机26和泵28在指定的负载条件下运行并且根据制造和设计规范起作用时、在规定的一组周围环境(例如温度、压力等)下的理想值。实际效率值表示在实时运行条件以及伴随磨损或劣化的实时周围环境下的效率的实际值。
机电功率效率的实时健康状态(SOH)值HMotor可以确定如下：
其中fMotor表示基于当前运行条件确定的校准标量项。
液压功率效率可以确定如下：
其中：
Phydr表示液压功率，其可以基于流体回路30中的压差ΔP和质量流量αflow来确定，且
Pwork表示机械功率，其可以基于泵28的扭矩T和转速ω确定；
液压功率效率可以表示为标称值(即)和实际值(即)。标称效率值表示当泵28在流体回路30中在指定的负载条件下运行并且根据制造和设计规范起作用时、在规定的一组周围环境(例如温度、压力等)下的理想值。实际效率值表示在实时运行条件以及伴随磨损或劣化的实时周围环境下的效率的实际值。
液压功率效率的实时健康状态(SOH)值HPump可以确定如下：
其中fPump表示基于当前运行条件确定的校准标量项。
流体子系统10的SOH项可以根据电功率效率、机电功率效率和液压功率效率来确定，如下：
Hsys＝HECU×HMotor×HPump [7]
流体子系统10的SOH项可以在包括一系列流率、压力、环境条件和其他因素的多个运行条件中的每一个中确定，并且经过过滤。
当通过等式7确定的SOH(即Hsys)表示流体子系统10中出现故障时，可以评估电功率效率ηECU、机电功率效率ηMotor和液压功率效率ηPump的实际值。表1表示流体子系统10中的多个故障相对于效率的可能位置。在表1中，“X”用于指示当相应的效率小于阈值水平时故障的位置和可能性。该信息可用于出于维护流体子系统10的目的而隔离故障。
表1
可以基于与标称效率值的偏差的大小来估计故障的严重性。数据记录可以包括运行参数的周期性和/或基于事件的记录、运行参数的单个时间点记录和/或特定持续时间的运行参数的连续时间点记录，诸如在事件的触发之前和/或之后。可以使用循环存储缓冲器或其他合适的存储器设备来完成这种数据记录。
图4示意性地示出了例程400，其被执行以监测在车辆上的参照图1描述的流体子系统10的实施例。例程400包括在车辆运行期间检测并隔离流体子系统10中的故障的过程。提供表2作为密钥，其中数字标记的框和相应的功能如下所述，对应于例程400。这里可以根据功能和/或逻辑框组件和/或各种处理步骤来描述本教导。应该认识到，此类框组件可以包括已经配置为执行指定功能的硬件、软件和/或固件组件。
表2
例程400的步骤可以以合适的顺序执行，并且不限于参照图4描述的顺序。标记“1”表示已满足相关条件，标记“0”表示未满足相关条件。例程400在车辆运行期间启动执行(401)，并且包括确定DC电源22发生故障(402)以及确定电机驱动器24和电机26发生故障(404)，其中可以使用传感器、模拟和故障监测程序来确定这些故障的发生，其例如作为车载诊断例程的元件被周期性执行。
检测到DC电源22发生故障(402)(1)或马达驱动器24或电机26发生故障(404)(1)导致例程400的当前迭代结束。当DC电源22检测不到故障(402)(0)、马达驱动器24和电机26检测不到故障(404)(0)，例程400确定是否已对流体子系统10施加运行限制(诸如上限功率)，对运行设备施加限制等(406)。当存在施加的运行限制(406)(1)时，例程的当前迭代结束。当没有施加的运行限制(406)(0)时，例程验证运行点最近是否已更新(408)，并且如果是(408)(1)，则例程的当前迭代结束。当最近没有更新运行点(408)(0)时，程序采用等式1、3和5以及在运行期间捕获的运行参数确定电功率效率ηECU、机电功率效率ηMotor和液压功率效率ηPump的值(410)。还可以基于捕获的数据(包括运行参数)更新与各个系统相关联的效率曲线(412)。然后，程序使用等式2、4、6和7估计流体子系统10的SOH(414)。例程400迭代地执行直到当前行程结束(416)(0)。当当前行程结束(416)(1)时，SOH和效率值被捕获并存储在车载非易失性存储设备中(418)，并经由远程信息处理装置70传送到车外服务器(420)。例程400在与表1中呈现的流体子系统10的故障的位置和可能性相关的信息的上下文中评估SOH和效率值(422)。这包括与本文(包括表1)详述的功率效率参数相关联的模式的系统级合成。例程400经由远程信息处理装置70将结果传送到车外服务器95，并且该迭代结束(423)。
通过采用参考图2-1、2-2和2-3描述的功率信号，与无刷马达中的相电流/电压测量值相比，例程400采用的数据更稳定，因此更稳健和准确。此外，该数据适用于低速率总线通信，用于远程诊断和预测例程。
流程图中的流程图和框图示出了根据本发明的各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的架构、功能和运行。在这方面，流程图或框图中的每个框可以表示代码的模块、片段或部分，其包括用于实现指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应注意，框图和/或流程图图示的每个框以及框图和/或流程图图示中的框的组合可以由执行指定功能或动作的基于专用硬件的系统、或专用硬件和计算机指令的组合来实现。这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读介质中，该计算机可读介质可以指示控制器或其他可编程数据处理设备以特定方式起作用，使得存储在计算机可读介质中的指令产生制品，该制品包括实现流程图和/或框图框或框中指定的功能/动作的指令。
详细描述和附图或图是对本教导的支持和描述，但是本教导的范围仅由权利要求限定。虽然已经详细描述了用于执行本教导的一些最佳模式和其他实施例，但是存在用于实践所附权利要求中限定的本教导的各种替代设计和实施例。

Claims (10)

1.一种用于监测设置在车辆上的流体子系统的方法，所述流体子系统包括电动马达，所述电动马达电连接到马达驱动器并且可旋转地连接到设置在流体回路中的流体泵，所述方法包括：
确定与所述流体子系统相关联的运行参数；
基于所述运行参数确定所述流体子系统的多个功率效率参数，其中所述功率效率参数包括液压功率效率、机电功率效率和电功率效率；
基于所述功率效率参数确定所述流体子系统的健康状态；
当所述健康状态小于健康状态阈值时，检测所述流体子系统中的故障；以及
将所述故障传送至车载控制器。
2.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述电功率效率包括：
确定DC电功率，所述DC电功率包括输送至所述马达驱动器的DC电流和DC电压；
确定AC电功率，所述AC电功率包括从所述马达驱动器输送至所述电动马达的AC电流和AC电压；以及
基于所述DC电功率与所述AC电功率的比率确定所述电功率效率。
3.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述机电功率效率包括：
确定AC电功率，所述AC电功率包括从所述马达驱动器输送至所述电动马达的AC电流和AC电压；
确定所述电动马达产生的机械功率，包括所述电动马达的扭矩输出和转速；以及
基于所述AC电功率与所述机械功率的比率确定所述机电功率效率。
4.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述液压功率效率包括：
确定从所述电动马达传递至所述流体泵的机械功率，包括所述电动马达的扭矩输出和转速；
确定来自所述流体泵的液压功率输出，包括所述流体回路中的压差和质量流量；以及
基于所述机械功率与所述液压功率的比率确定所述液压功率效率。
5.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述功率效率参数确定所述流体子系统的健康状态(SOH)包括：
基于所述液压功率效率和标称液压功率效率确定第一SOH参数；
基于所述机电功率效率和标称机电功率效率确定第二SOH参数；
基于所述电功率效率和标称电功率效率确定第三SOH参数；以及
基于所述第一SOH参数、所述第二SOH参数和所述第三SOH参数确定所述流体子系统的所述SOH。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括基于所述功率效率参数确定所述流体子系统的元件中的故障。
7.根据权利要求6所述的方法，包括：当所述电功率效率小于相关联的阈值效率水平时，确定与所述马达驱动器相关联的故障。
8.根据权利要求6所述的方法，包括：当所述机电功率效率小于相关联的阈值效率水平时，确定与所述电动马达相关联的故障。
9.根据权利要求6所述的方法，包括：当所述液压功率效率小于相关联的阈值效率水平时，确定与所述流体泵相关联的故障。
10.一种用于监测设置在车辆上的流体子系统的方法，其中所述流体子系统包括电动马达，所述电动马达电连接到马达驱动器并且可旋转地连接到设置在流体回路中的流体泵，并且所述车辆包括远程信息处理装置，所述方法包括：
监测与所述流体子系统相关联的运行参数；
经由所述远程信息处理装置将与所述流体子系统的运行相关联的参数传送至远程服务器；以及
基于所述运行参数，经由所述远程服务器确定所述流体子系统的多个功率效率参数，其中所述功率效率参数包括液压功率效率、机电功率效率和电功率效率；
基于所述功率效率参数，经由所述远程服务器确定所述流体子系统的健康状态；
当所述健康状态小于健康状态阈值时，经由所述远程服务器检测所述流体子系统中的故障；
基于所述多个功率效率参数将所述流体子系统中的所述故障隔离到所述电动马达、所述马达驱动器或所述流体泵中的一个；以及
将所隔离的故障传送至车载控制器。
CN201811382120.7A 2017-12-04 2018-11-20 用于监测车载流体子系统的方法和设备 Active CN109870965B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/830262 2017-12-04
US15/830,262 US10672205B2 (en) 2017-12-04 2017-12-04 Method and apparatus to monitor an on-vehicle fluidic subsystem

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109870965A true CN109870965A (zh) 2019-06-11
CN109870965B CN109870965B (zh) 2021-12-21

Family

ID=66659377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811382120.7A Active CN109870965B (zh) 2017-12-04 2018-11-20 用于监测车载流体子系统的方法和设备

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10672205B2 (zh)
CN (1) CN109870965B (zh)
DE (1) DE102018130568A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6805453B1 (ja) * 2019-11-26 2020-12-23 株式会社安川電機 電力変換装置、制御装置、データ蓄積装置及びデータ蓄積方法
US11875621B2 (en) * 2021-05-17 2024-01-16 Marat Kushnir Lock and switch controller system, lock and switch device with offline responsiveness, lock and switch controller system with flexible commands

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1862278A (zh) * 2005-05-12 2006-11-15 通用电气公司 预测电动机剩余寿命的方法和系统
CN102201776A (zh) * 2010-03-25 2011-09-28 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于操作电动马达的方法和系统
CN202420062U (zh) * 2011-12-23 2012-09-05 浙江陆特能源科技有限公司 基于健康评估的大型地源热泵高效运行群控系统
US20140300307A1 (en) * 2013-04-04 2014-10-09 Hamilton Sundstrand Corporation Detecting faults in motors and drives
US20160195082A1 (en) * 2015-01-02 2016-07-07 General Electric Company System and method for health management of pumping system
CN105785275A (zh) * 2016-03-08 2016-07-20 西安特锐德智能充电科技有限公司 一种基于充电机的电池soh检测装置和检测电池soh的方法
CN106461077A (zh) * 2014-05-13 2017-02-22 丰田自动车株式会社 用于车辆液压回路的异常判定装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8540493B2 (en) * 2003-12-08 2013-09-24 Sta-Rite Industries, Llc Pump control system and method
US8055401B2 (en) * 2009-01-27 2011-11-08 GM Global Technology Operations LLC Transmission auxiliary pump diagnosis method and apparatus
CA2765159A1 (en) * 2009-06-11 2010-12-16 Eaton Corporation Fault detection and mitigation in hybrid drive system
EP2881582A1 (en) * 2013-12-04 2015-06-10 Parker Hannifin Corporation Pump condition monitoring and recording
US9638194B2 (en) * 2015-01-02 2017-05-02 General Electric Company System and method for power management of pumping system
KR101936476B1 (ko) * 2016-12-14 2019-01-08 현대자동차주식회사 전동식 워터펌프의 bldc 모터 구동 제어 방법

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1862278A (zh) * 2005-05-12 2006-11-15 通用电气公司 预测电动机剩余寿命的方法和系统
CN102201776A (zh) * 2010-03-25 2011-09-28 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于操作电动马达的方法和系统
CN202420062U (zh) * 2011-12-23 2012-09-05 浙江陆特能源科技有限公司 基于健康评估的大型地源热泵高效运行群控系统
US20140300307A1 (en) * 2013-04-04 2014-10-09 Hamilton Sundstrand Corporation Detecting faults in motors and drives
CN106461077A (zh) * 2014-05-13 2017-02-22 丰田自动车株式会社 用于车辆液压回路的异常判定装置
US20160195082A1 (en) * 2015-01-02 2016-07-07 General Electric Company System and method for health management of pumping system
CN105785275A (zh) * 2016-03-08 2016-07-20 西安特锐德智能充电科技有限公司 一种基于充电机的电池soh检测装置和检测电池soh的方法

Also Published As

Publication number Publication date
US10672205B2 (en) 2020-06-02
US20190172274A1 (en) 2019-06-06
DE102018130568A1 (de) 2019-07-25
CN109870965B (zh) 2021-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gangsar et al. A support vector machine based fault diagnostics of Induction motors for practical situation of multi-sensor limited data case
TWI710701B (zh) 泵浦監測裝置及其方法
CN107449958A (zh) 异常判定装置和异常判定方法
CN111164526A (zh) 异常判定系统、马达控制装置及异常判定装置
EP3673337A1 (en) System, method and control unit for diagnosis and life prediction of one or more electro-mechanical systems
US20110060569A1 (en) Real-Time, Model-Based Autonomous Reasoner and Method of Using the Same
JP6557110B2 (ja) 状態診断装置及びプログラム
KR20180048218A (ko) 기계학습 기반 공작기계 고장 진단 시스템 및 방법
CN106335645A (zh) 飞行器中的驱动器的状态监控
CN108152736A (zh) 利用电机系统参数监测负载变化与系统异常的自主感知系统
CN108275094B (zh) 用于隔离dc电源的低充电状态的根本原因的方法和设备
CN109017166B (zh) 一种利用声音检测轮胎气压的设备
CN109870965A (zh) 用于监测车载流体子系统的方法和设备
CN111164621A (zh) 用于磨损预测的方法和机动车
CN106610481A (zh) 诊断环境友好车辆的电流传感器的装置和方法
Şimşir et al. Real‐Time Monitoring and Fault Diagnosis of a Low Power Hub Motor Using Feedforward Neural Network
KR20200058132A (ko) 철도차량 주요부품 및 시스템 진단장치
CN108973544B (zh) 一种利用电流检测轮胎气压的设备
CN103213820A (zh) 一种埋刮板散料输送设备智能检测方法及设备
CN114616561A (zh) 确定技术设备的系统行为与标准值范围的不允许偏差的方法
CN113632027A (zh) 利用自动异常检测的资产状况监测方法
EP4095533B1 (en) Early detection of cable failure in automotive networks
CN116338454A (zh) 一种新能源汽车的电性能检测方法及装置
CN110843704B (zh) 监测车载流体子系统的方法和装置
KR102154987B1 (ko) 기어구동 액추에이터 장치의 고장 판별 방법 및 장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant